一种碎石层植预制桩的跑浆治理方法

摘要

本发明公开了一种碎石层植预制桩的跑浆治理方法，它解决了预制桩在碎石层中出现的跑浆问题，通过在成孔时使用护筒，保证了成孔过程中的地层稳定性，不易发生塌孔，且在注入灌注浆液之后，可以为浆液的初凝时间提供条件，保证在浆液初凝之前，含水的碎石层不会向孔内塌陷，其技术方案为：包括以下步骤：制作预制桩，运输至植桩场地；确定预制桩孔位，钻孔后将预制桩置入桩孔内，在桩孔内放置护筒；以设定比例制作灌注浆液，由下至上向桩孔内灌浆；利用震动锤夹持护筒配合履带吊，将护筒取出，完成注浆；待浆液凝固设定时间后，对浆液进行取芯观察，判断浆液是否流失；若浆液有流失，在桩孔两侧成孔喷浆，对浆液补强。

权利要求

1.一种碎石层植预制桩的跑浆治理方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1：制作预制桩，运输至植桩场地；

步骤2：利用全站仪确定预制桩孔位，施工预制桩桩位导槽；利用双动力头长螺旋钻机在设定地层钻制桩孔，钻至碎石地层位置时，利用钻机将护筒跟进钻头，直至钻至孔底标高，将护筒留置桩孔内；利用吊装机械，将预制桩吊起置入桩孔中；

步骤3：以设定比例制作增加水泥掺量的灌注浆液，由下至上向桩孔内灌浆；

步骤4：利用震动锤夹持护筒配合履带吊，将护筒取出，完成注浆；

步骤5：待浆液终凝完成后，经过7～15天，利用取芯机械对灌注完的浆液取芯观察，判断芯样中的水泥含量，若样芯中水泥含量降低，且碎石数量超过设定值，说明浆液出现跑浆；相反则说明该浆液配比可控制浆液在碎石层范围内的稳定赋存状态；

步骤6：若浆液有流失，采用带潜孔锤的旋喷钻机，在桩孔两侧成孔喷浆；在旋喷的过程中，浆液自动填充原有浆液流失的空间，对浆液进行补强。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤1中的预制桩的桩身带有吊装环。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述桩孔为圆形，直径在900～1300mm，桩孔深度与预制桩长度等同；所述预制桩为方桩，方桩边长为600～800mm，长度在20m以上；所述桩孔位于同一水平直线上，相邻桩孔孔位中心的间距为1100mm～1500mm。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述地层的上部是土层，地层的下部是碎石地层；地层水位在地表或地表以下，碎石地层位于水位以下，碎石地层的碎石直径在50mm～

500mm。

5.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤3的具体步骤为：将施工现场的原状黏土，经碾碎筛分之后，将细颗粒黏土与水拌合后灌入制浆后台，同时将水泥与水拌合后灌入制浆后台，按照配合参数向制浆后台中放入水玻璃；经拌合后，利用地泵将浆液灌入桩孔中；灌浆时，将灌浆管放入桩孔底部，使浆液由下至上灌注至设定位置以上一米处。

6.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述灌注浆液的成分由黏土、水、水泥、水玻璃组成，水固比为1:(1.57～2.29)，其中水与水泥比值为1:(0.9～1.2)。

7.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤4的具体步骤为：根据浆液初凝时间，在灌完浆液后待浆液初凝之前，利用振动锤夹持住护筒，利用履带吊将振动锤吊起，拔出护筒。

8.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述旋喷钻机钻制桩孔直径为700～1200mm，桩孔内置入旋喷桩，相邻旋喷桩中心间距为1100～1500mm；

所述旋喷桩中心在同一直线上，旋喷桩的中心连线与预制桩的中心连线的垂直距离为

300～600mm。

说明书

一种碎石层植预制桩的跑浆治理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及基础工程和基坑工程领域，特别涉及一种碎石层植预制桩的跑浆治理方法。

背景技术

[0002] 目前，在基坑工程建设中，围护结构常用钻孔灌注桩或地连墙的结构形式，但是现浇结构在地层较差的情况下成桩质量或地连墙的质量极易受到影响，且成桩速度慢。

[0003] 利用预制桩并配合送桩、植桩及浆液输送设备，完成围护结构的施工，可以避免传统灌注桩的施工质量问题，可以提高施工速度，缩短施工工期，降低工程造价，有助于实现工程的绿色生产。

[0004] 但针对于城市环境及相关规范要求，锤击沉桩对桩身质量及施工环境造成不良影响，锤击沉桩已经被禁止使用，同时限制于压桩机械能力因素，预制桩植桩需要先引孔再进行下桩。

[0005] 国内现有成桩孔形式仅有圆形孔，圆孔与方桩之间会存在一定的空隙，为保证预制桩的稳定性，桩与孔之间的空隙须采用某种浆液填充，否则在后期基坑开挖过程中会导致桩身悬空，留下隐患。现阶段针对桩孔空隙浆液填充一般采用水泥、黏土和水的拌合物，这种混合物针对黏土地层效果较好，但是针对渗透系数较大或者含水丰富的碎石地层，浆液极易出现跑浆或被地下水稀释，对填充效果造成损失。

[0006] 综上所述，现有技术中对于预制桩在碎石层中出现的跑浆问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

[0007] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种碎石层植预制桩的跑浆治理方法，解决在含水碎石地层中的水泥土浆液跑浆问题。

[0008] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

[0009] 一种碎石层植预制桩的跑浆治理方法，包括以下步骤：

[0010] 步骤1：制作预制桩，运输至植桩场地；

[0011] 步骤2：确定预制桩孔位，钻孔后在桩孔内放置护筒，将预制桩置入桩孔内；

[0012] 步骤3：以设定比例制作灌注浆液，由下至上向桩孔内灌浆；

[0013] 步骤4：利用震动锤夹持护筒配合履带吊，将护筒取出，完成注浆；

[0014] 步骤5：待浆液凝固设定时间后，对浆液进行取芯观察，判断浆液是否流失；

[0015] 步骤6：若浆液有流失，在桩孔两侧成孔喷浆，对浆液补强。

[0016] 本发明中对凝固的浆液取芯观察，可以及时观察判断浆液的流失情况，在浆液流失时，采用成孔喷浆对浆液进行补强，杜绝了桩孔浆液流失问题，避免了后期注浆、补浆等工序，有效治理了跑浆问题。

[0017] 所述步骤1中的预制桩的桩身带有吊装环。在预制桩桩身上设置吊装环，方便吊装及运输。

[0018] 所述步骤2的具体步骤为：

[0019] 利用全站仪确定预制桩孔位，施工预制桩桩位导槽；利用双动力头长螺旋钻机在设定地层钻制桩孔，钻至碎石地层位置时，利用钻机将护筒跟进钻头，直至钻至孔底标高，将护筒留置桩孔内；利用吊装机械，将预制桩吊起置入桩孔中。采用双动力头长螺旋钻机进行钻孔，不仅可以为长螺旋钻头提供动力，而且可以同时为长护筒提供动力。碎石层含水量大，极易在成孔过程中塌孔，放置护筒后既可以固定桩位,引导钻孔方向,还能隔离地表水免其流入井孔，保护孔口不坍塌。

[0020] 所述桩孔为圆形，直径在900～1300mm，桩孔深度与预制桩长度等同。

[0021] 所述预制桩为方桩，方桩边长为600～800mm，长度在20m以上。

[0022] 所述桩孔位于同一水平直线上，相邻桩孔孔位中心的间距为1100mm～1500mm。

[0023] 所述地层的上部是土层，地层的下部是碎石地层；地层水位在地表或地表以下，碎石地层位于水位以下，碎石地层的碎石直径在50mm～500mm。

[0024] 所述步骤3的具体步骤为：

[0025] 将施工现场的原状黏土，经碾碎筛分之后，将细颗粒黏土与水拌合后灌入制浆后台，同时将水泥与水拌合后灌入制浆后台，按照配合参数向制浆后台中放入水玻璃；经拌合后，利用地泵将浆液灌入桩孔中；灌浆时，将灌浆管放入桩孔底部，使浆液由下至上灌注至设定位置以上一米处。设定位置由桩孔体积减去桩身体积计算而得。

[0026] 所述灌注浆液的成分由黏土、水、水泥、水玻璃组成，水固比为1:(1.57～2.29)，其中水与水泥比值为1:(0.9～1.2)。灌注浆液中加入水玻璃改进浆液参数配比，提高了浆液凝结时间，在护筒拔出之后，浆液可迅速凝固，缩短了外部碎石泥浆侵入孔内的时间。增加水泥掺量，提供了浆液重度，在护筒拔出之后，浆液柱体的竖向压力较比重小的压力高，产生向孔壁的支撑力也较大，提高了水泥土浆液的自身稳定性。

[0027] 所述步骤4的具体步骤为：

[0028] 根据浆液初凝时间，在灌完浆液后待浆液初凝之前，利用振动锤夹持住护筒，利用履带吊将振动锤吊起，拔出护筒。

[0029] 所述步骤5的具体步骤为：

[0030] 待浆液终凝完成后，经过7～15天，利用取芯机械对灌注完的浆液取芯观察，判断芯样中的水泥含量，若样芯中水泥含量降低，且碎石数量超过设定值，说明浆液出现跑浆；相反则说明该浆液配比可控制浆液在碎石层范围内的稳定赋存状态。

[0031] 所述步骤6的具体步骤为：

[0032] 采用带潜孔锤的旋喷钻机，在桩孔两侧成孔喷浆；在旋喷的过程中，浆液自动填充原有浆液流失的空间，对浆液进行补强。

[0033] 所述旋喷钻机钻制桩孔直径为700～1200mm，桩孔内置入旋喷桩，相邻旋喷桩中心间距为1100～1500mm。

[0034] 所述旋喷桩中心在同一直线上，旋喷桩的中心连线与预制桩的中心连线的垂直距离为300～600mm。

[0035] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0036] (1)通过加入水玻璃改进浆液参数配比，提高了浆液凝结时间，在护筒拔出之后，浆液可迅速凝固，缩短了外部碎石泥浆侵入孔内的时间。

[0037] (2)通过增加水泥掺量，提供了浆液重度，在护筒拔出之后，浆液柱体的竖向压力较比重小的压力高，产生较大的孔壁支撑力，提高了水泥土浆液的自身稳定性。

[0038] (3)通过在成孔时使用护筒，保证了成孔过程中的地层稳定性，不易发生塌孔，且在注入水泥土浆液之后，可以为浆液的初凝时间提供条件，保证在浆液初凝之前，含水的碎石层不会向孔内塌陷。

[0039] (4)通过利用止水帷幕对水泥土浆液进行补强，杜绝了桩孔浆液流失问题，避免了后期注浆、补浆等工序，节省了工程造价。

附图说明

[0040] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

[0041] 图1为本发明方法的歩序图；

[0042] 图2a为在地层钻孔后示意图；

[0043] 图2b为在地层下护筒后示意图；

[0044] 图3为在地层灌注浆液后示意图；

[0045] 图4为灌注浆液的平面图；

[0046] 图5为旋喷桩与预制桩相对位置平面图。

[0047] 图中：1、长护筒，2、水泥土浆液，3、预制方桩，4、高压旋喷桩。

具体实施方式

[0048] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0049] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0050] 正如背景技术所介绍的，现有技术中存在预制桩在碎石层中跑浆问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种碎石层植预制桩的跑浆治理方法。

[0051] 本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图5所示，提出了一种碎石层植预制桩的跑浆治理方法，包括成桩工艺、灌浆工艺和补浆工艺。

[0052] 具体的，包括以下步骤：

[0053] 步骤1：制作预制桩，运输至植桩场地；预制桩的桩身带有吊装环。

[0054] 步骤2：确定预制桩孔位，钻孔后在桩孔内放置护筒，将预制桩置入桩孔内；

[0055] 利用全站仪确定预制桩孔位，施工预制桩桩位导槽；利用双动力头长螺旋钻机在设定地层钻制桩孔，钻至碎石地层位置时，利用钻机将护筒跟进钻头，直至钻至孔底标高，将护筒留置桩孔内；利用吊装机械，将预制桩吊起置入桩孔中。采用双动力头长螺旋钻机进行钻孔，不仅可以为长螺旋钻头提供动力，而且可以同时为长护筒提供动力。碎石层含水量大，极易在成孔过程中塌孔，放置护筒后既可以固定桩位，引导钻孔方向，还能隔离地表水免其流入井孔，保护孔口不坍塌。

[0056] 桩孔为圆形，直径在900～1300mm，桩孔深度与预制桩长度等同。

[0057] 预制桩为方桩，方桩边长为600～800mm，长度在20m以上。

[0058] 桩孔位于同一水平直线上，相邻桩孔孔位中心的间距为1100mm～1500mm。

[0059] 地层的上部是土层，地层的下部是碎石地层；地层至少有5m厚度以上的稳定性较差的碎石层，碎石层的位置位于地表以下，土层可能为黏性土、粉质粘土、砂性土等不易塌孔的土层。地层水位在地表或地表以下，稳定性较差的碎石地层位于水位以下，碎石地层的碎石直径在50mm～500mm。

[0060] 步骤3：以设定比例制作灌注浆液，由下至上向桩孔内灌浆；

[0061] 将施工现场的原状黏土，经碾碎筛分之后，将细颗粒黏土与水拌合后灌入制浆后台，同时将水泥与水拌合后灌入制浆后台，按照配合参数向制浆后台中放入水玻璃；经拌合后，利用地泵将浆液灌入桩孔中；灌浆时，将灌浆管放入桩孔底部，使浆液由下至上灌注至设定位置以上一米处。设定位置由桩孔体积减去桩身体积计算而得。

[0062] 灌注浆液的成分由黏土、水、水泥、水玻璃组成，水固比(水固比即为水与其他固体成分的比值)为1:(1.57～2.29)，其中水与水泥比值为1:(0.9～1.2)。灌注浆液中加入水玻璃改进浆液参数配比，提高了浆液凝结时间，在护筒拔出之后，浆液可迅速凝固，缩短了外部碎石泥浆侵入孔内的时间。增加水泥掺量，提供了浆液重度，在护筒拔出之后，浆液柱体的竖向压力较比重小的压力高，产生向孔壁的支撑力也较大，提高了水泥土浆液的自身稳定性。

[0063] 步骤4：利用履带吊连接振动锤，振动锤夹持护筒的方式，将护筒取出，完成注浆；

[0064] 根据浆液初凝时间，在灌完浆液后待浆液初凝之前，利用履带吊连接振动锤，振动锤夹持护筒的方式将护筒拔出。

[0065] 步骤5：待浆液凝固设定时间后，对浆液进行取芯观察，判断浆液是否流失；

[0066] 待浆液终凝完成后，经过7～15天，利用取芯机械对灌注完的浆液取芯观察，判断芯样中的水泥含量，若样芯中水泥含量降低，且碎石数量超过设定值，说明浆液出现跑浆；相反则说明该浆液配比可控制浆液在碎石层范围内的稳定赋存状态。

[0067] 步骤6：若浆液有流失，在桩孔两侧成孔喷浆，对浆液补强。

[0068] 采用带潜孔锤的旋喷钻机，在桩孔两侧成孔喷浆；在旋喷的过程中，浆液自动填充原有浆液流失的空间，对浆液进行补强。

[0069] 旋喷钻机钻制桩孔直径为700～1200mm，桩孔内置入旋喷桩，相邻旋喷桩中心间距为1100～1500mm。

[0070] 旋喷桩中心在同一直线上，旋喷桩的中心连线与预制桩的中心连线的垂直距离为300～600mm。

[0071] 为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。

[0072] 实施例：

[0073] 碎石层植预制桩的跑浆治理方法，采用以下步骤：

[0074] 步骤1：预制桩制作及运输。

[0075] 在预制桩厂制作预制方桩，将预制桩运输至植桩场地。

[0076] 预制方桩长度为24m，边长为700mm×700mm。

[0077] 预制方桩桩身留有吊装环，以便利用设备进行装卸。

[0078] 步骤2：测量放线及成孔植桩。

[0079] 利用全站仪确定预制桩孔位，施工预制桩桩位导槽；利用双动力头长螺旋钻机钻孔，孔直径1100mm，钻至碎石土层位置时，利用钻机将护筒跟进钻头，直至钻至孔底标高，孔深24m；利用吊装机械，将预制方桩吊起放入桩孔中。

[0080] 双动力长螺旋钻机是指机械不仅可以为长螺旋钻头提供动力，而且可以同时为长护筒提供动力。

[0081] 钻机钻至孔底标高时，长螺旋钻机离开孔位，将长护筒留在桩孔中。

[0082] 预制桩孔位在一条水平直线上，相邻孔位中心的间距为1300mm。

[0083] 成孔是指在上部是粉质粘土、下部是碎石地层中成孔；水位在地表以下10m，碎石地层碎石直径在50mm～500mm范围之内，且含水量大，极易在成孔过程中塌孔。

[0084] 步骤3：制作水泥土浆液及灌注浆液。

[0085] 利用施工现场的原状黏土，经碾碎筛分之后，将细颗粒黏土与水拌合后灌入制浆后台，同时将水泥与水拌合后灌入制浆后台，按照配合参数向制浆后台中放入水玻璃；经拌合后，利用地泵将浆液灌入桩孔中；灌浆时，将灌浆管放入桩孔底部，使浆液由下至上灌满桩孔深度的二分之一。浆液配合比参数如下：

[0086]

[0087] 制浆后台是一种带有计量器的搅拌装置，分两个小的搅拌罐和一个大的搅拌罐；两个小的搅拌罐分别拌制水泥土浆液和水泥浆，搅拌完成后，混合注入大的搅拌罐。

[0088] 地泵是连接制浆后台的设备，将大搅拌罐中的浆液泵送至桩孔中。

[0089] 泵送浆液大约需要30min完成。

[0090] 步骤4：拔出护筒，完成注浆。

[0091] 根据浆液初凝时间，在灌完浆液250min后利用振动锤配合履带吊取出护筒，振动锤夹持住护筒，利用履带吊将振动锤吊起，拔出护筒。。

[0092] 采用振动锤夹持护筒，利用振动锤的震动作用，降低护筒与地层的摩擦力，并且采用履带吊实现护筒垂直非旋转拔出，防止护筒旋转引起的桩身旋转。

[0093] 步骤5：判断浆液是否流失。

[0094] 待浆液凝固完成，经过7天之后，利用取芯机械对灌注完的浆液取芯观察，判断芯样中的水泥含量，若样芯中水泥含量降低，且碎石数量较多，说明浆液出现跑浆，此时采用步骤6。否则说明该浆液可以解决含水碎石层的跑浆问题。

[0095] 取芯是利用勘察取样机械进行取样，分别在四个临近桩边中间位置进行取样。

[0096] 步骤6：利用旋喷钻机喷浆对浆液补强。

[0097] 采用带潜孔锤的旋喷钻机，在桩孔两侧成孔喷浆；带潜孔锤的旋喷钻机对直径较大的块石破碎效果较好，在旋喷的过程中，浆液会自动填充原有浆液流失的空间，对浆液有很好的补强效果。

[0098] 旋喷钻机成桩孔直径为800mm，相邻旋喷桩中心间距为1300mm。

[0099] 旋喷桩中心在一条直线上，旋喷桩的中心连线与预制桩孔的中心连线的垂直距离为300mm。

[0100] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。